重型載貨汽車(chē)底盤(pán)性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制分析

鄭萌

摘 要：重型載貨汽車(chē)是現(xiàn)階段應(yīng)用于我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)中的重要汽車(chē)類(lèi)型，重型載貨汽車(chē)的性能好壞不僅會(huì)影響到貨物運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量，還會(huì)在一定程度上威脅到駕駛員的生命安全。而在重型載貨汽車(chē)的研發(fā)制造過(guò)程中，底盤(pán)性能的設(shè)計(jì)參數(shù)會(huì)對(duì)汽車(chē)整體的性能產(chǎn)生重要的影響。本文以重型載貨汽車(chē)為主要研究對(duì)象，著重對(duì)重型載貨汽車(chē)底盤(pán)性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制進(jìn)行研究和分析，旨在促進(jìn)我國(guó)重型載貨汽車(chē)生產(chǎn)制造的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：重型載貨汽車(chē) 汽車(chē)底盤(pán) 性能設(shè)計(jì)參數(shù)

Parameter Control Analysis of Performance Design of Heavy-duty Truck Chassis

Zheng Meng

Abstract：Heavy-duty trucks are an important type of vehicle used in Chinas transportation industry at this stage. The performance of heavy-duty trucks will not only affect the quality of cargo transportation， but also threaten the lives of drivers to a certain extent. In the R&D and manufacturing process of heavy-duty trucks， the design parameters of chassis performance will have an important impact on the overall performance of the vehicle. This paper takes heavy-duty trucks as the main research object， and focuses on the research and analysis of the performance design of the parameter control of heavy-duty trucks， aiming to promote the further development of the heavy-duty truck manufacturing.

Key words：heavy-duty truck， automobile chassis， performance design parameters

1 引言

汽車(chē)在行駛的過(guò)程中，會(huì)應(yīng)用到動(dòng)力學(xué)、運(yùn)行學(xué)等方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。在對(duì)汽車(chē)進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的過(guò)程中，不僅要考慮到汽車(chē)的整體性能，還要對(duì)汽車(chē)中應(yīng)用到的各種專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)提高汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性以及駕駛壽命等方面的內(nèi)容。在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，市場(chǎng)對(duì)重型載貨汽車(chē)的質(zhì)量需求越來(lái)越高。要想對(duì)重型載貨汽車(chē)底盤(pán)性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制進(jìn)行研究和分析，首先就要了解什么是重型載貨汽車(chē)的性能控制。

2 重型載貨汽車(chē)性能控制

2.1 重型載貨汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀

重型載貨汽車(chē)是我國(guó)汽車(chē)行業(yè)中的重要組成部分，其主要被應(yīng)用于交通運(yùn)輸行業(yè)當(dāng)中。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展對(duì)交通運(yùn)輸業(yè)提出了更高的要求，重型載貨汽車(chē)作為公路交通中最為主要的一種貨物運(yùn)輸工具，在我國(guó)近年來(lái)的汽車(chē)行業(yè)發(fā)展過(guò)程中逐漸呈現(xiàn)出較快的發(fā)展勢(shì)頭。重型載貨汽車(chē)擁有的運(yùn)輸方式靈活、承載貨物運(yùn)輸量大等優(yōu)點(diǎn)，是其能夠被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸行業(yè)的重要原因[1]。而隨著重型載貨汽車(chē)的需求量逐漸增加，市場(chǎng)中對(duì)重型載貨汽車(chē)的質(zhì)量要求以及性能要求也越來(lái)越高，如何在汽車(chē)的生產(chǎn)制造過(guò)程中提高汽車(chē)的性能和質(zhì)量，已經(jīng)成為現(xiàn)階段重型載貨汽車(chē)的主要發(fā)展方向。

2.2 重型載貨汽車(chē)的性能控制環(huán)節(jié)

重型載貨汽車(chē)在設(shè)計(jì)研發(fā)的過(guò)程中，主要包括獨(dú)立總成開(kāi)發(fā)、車(chē)輛子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)以及整車(chē)性能的控制與優(yōu)化三方面性能控制的環(huán)節(jié)。在獨(dú)立總成開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)當(dāng)中，對(duì)重型載貨汽車(chē)的性能控制主要體現(xiàn)在對(duì)不用車(chē)型的汽車(chē)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、試驗(yàn)等方面的性能控制。車(chē)輛子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)主要是指通過(guò)對(duì)重型載貨汽車(chē)的制造過(guò)程中包含的制動(dòng)系統(tǒng)等部分的開(kāi)發(fā)制造來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)重型載貨汽車(chē)的性能進(jìn)行控制。整車(chē)性能的控制與優(yōu)化則主要是通過(guò)將獨(dú)立總成與子系統(tǒng)中的所有部分當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)對(duì)汽車(chē)的性能進(jìn)行有效的控制[2]。

2.3 重型載貨汽車(chē)的性能控制需求

我國(guó)對(duì)于重型載貨汽車(chē)行業(yè)的設(shè)計(jì)研發(fā)和制造從整體上來(lái)說(shuō)仍處于初期的發(fā)展階段，而隨著社會(huì)對(duì)重型載貨汽車(chē)需求的不斷增加，市場(chǎng)對(duì)重型載貨汽車(chē)提出的要求對(duì)重型載貨汽車(chē)的研發(fā)制造起到了一定的推動(dòng)作用。現(xiàn)階段，重型載貨汽車(chē)的性能控制需求主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，重型載貨汽車(chē)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)以及各種子系統(tǒng)是會(huì)影響其整體性能的主要因素，在對(duì)重型載貨汽車(chē)的結(jié)構(gòu)總成以及子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析時(shí)，要注意做好性能測(cè)試與試驗(yàn)。其次，重型載貨汽車(chē)在交通運(yùn)輸行業(yè)中的應(yīng)用主要以牽引車(chē)-半掛車(chē)列車(chē)運(yùn)輸為主，對(duì)重型載貨汽車(chē)的性能進(jìn)行控制最主要的就是要以這種車(chē)型的特點(diǎn)為主進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。

3 重型載貨汽車(chē)底盤(pán)性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制的具體分析

底盤(pán)是影響汽車(chē)整體穩(wěn)定性以及性能的主要因素，而由于重型載貨汽車(chē)本身的質(zhì)量和體積都比較大，在行駛的過(guò)程中極易因底盤(pán)的不穩(wěn)定而造成安全事故的發(fā)生。因此在對(duì)重型載貨汽車(chē)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要更多注重汽車(chē)底盤(pán)的參數(shù)設(shè)計(jì)。而在對(duì)重型載貨汽車(chē)的底盤(pán)性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制進(jìn)行分析時(shí)，主要可以從以下幾個(gè)方面來(lái)著手：

3.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車(chē)在設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中最為重要的一個(gè)方面，對(duì)于重型載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)，由于其本身質(zhì)量比較大，駕駛員在駕駛重型載貨汽車(chē)的過(guò)程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能會(huì)對(duì)汽車(chē)整體的行駛性能產(chǎn)生重要的影響。在對(duì)重型載貨汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要可以從三個(gè)方面來(lái)著手進(jìn)行分析：首先，重型載貨汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要依據(jù)的是動(dòng)力學(xué)的相關(guān)原理。轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂以及車(chē)體是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的空間四連桿機(jī)構(gòu)，這一機(jī)構(gòu)主要就是依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的相關(guān)原理來(lái)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的。

其次，動(dòng)力轉(zhuǎn)向器作為重型載貨汽車(chē)中轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要組成部分，在對(duì)其進(jìn)行匹配安裝的過(guò)程中，需要對(duì)轉(zhuǎn)向力、安全可靠性、轉(zhuǎn)向操作忙碌性等因素納入到設(shè)計(jì)制造的考慮范圍之內(nèi)。而在這些內(nèi)容之中，轉(zhuǎn)向阻力以及汽車(chē)原地轉(zhuǎn)向時(shí)輪胎的靜態(tài)轉(zhuǎn)向力矩則是重型載貨汽車(chē)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中首先要考慮的內(nèi)容。第三，在重型載貨汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與懸架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性也需要重點(diǎn)關(guān)注。懸架系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是重型載貨汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)的重要組成部分，在對(duì)重型載貨汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及懸架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證系統(tǒng)的運(yùn)行不會(huì)干擾到重型載貨汽車(chē)的性能，要在實(shí)際的計(jì)算過(guò)程中事先建立鋼板彈簧的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型來(lái)模擬轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及懸架系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的情況，之后再對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，用以達(dá)到保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能和質(zhì)量的目的。

3.2 氣壓制動(dòng)系統(tǒng)

由于重型載貨汽車(chē)本身的質(zhì)量和尺寸等都比較大，為了保證汽車(chē)能夠處于正常的行駛狀態(tài)，現(xiàn)階段我國(guó)重型載貨汽車(chē)設(shè)計(jì)制造過(guò)程中應(yīng)用最多的就是氣壓制動(dòng)系統(tǒng)。與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，重型載貨汽車(chē)的氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的內(nèi)容更加復(fù)雜，在對(duì)整個(gè)氣壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中，要嚴(yán)格對(duì)各項(xiàng)具體的內(nèi)容和設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制才能夠保證重型載貨汽車(chē)的質(zhì)量。在對(duì)重型載貨汽車(chē)的氣壓控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中，主要包括鼓式制動(dòng)器、儲(chǔ)能裝置容量特性、推出壓耗對(duì)制動(dòng)力矩產(chǎn)生的影響三個(gè)部分。

鼓式制動(dòng)器是重型載貨汽車(chē)氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的重要部件，現(xiàn)階段我國(guó)重型載貨汽車(chē)應(yīng)用的鼓式制動(dòng)器以領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器為主。而這種鼓式制動(dòng)器在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中主要會(huì)受到制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸以及摩擦片的特性影響。鼓式制動(dòng)器在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)在促動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下產(chǎn)生制動(dòng)力矩，而制動(dòng)力矩的大小會(huì)對(duì)鼓式制動(dòng)器的運(yùn)行效果產(chǎn)生重要的影響。儲(chǔ)能裝置是能夠通過(guò)氣壓制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)為重型載貨汽車(chē)的正常行駛提供動(dòng)力的最主要裝置之一，對(duì)儲(chǔ)能裝置容量的大小以及特性進(jìn)行更加詳細(xì)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，對(duì)保證重型載貨汽車(chē)的安全駕駛具有重要的作用。推出壓耗對(duì)制動(dòng)力矩產(chǎn)生的影響也會(huì)給重型載貨汽車(chē)的安全行駛產(chǎn)生重要的影響。盡管與以往的液壓制動(dòng)系統(tǒng)相比，氣壓制動(dòng)系統(tǒng)擁有許多的優(yōu)點(diǎn)，但由于重型載貨汽車(chē)在實(shí)際的行駛過(guò)程中存在著質(zhì)量和體積都比較大的特點(diǎn)，氣壓制動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中同樣會(huì)因?yàn)轶w積和質(zhì)量的影響而造成響應(yīng)慢等問(wèn)題。在這種情況下，為了能夠讓重型載貨汽車(chē)安全行駛，還要將氣壓制動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的推出氣耗迪歐制動(dòng)力矩產(chǎn)生的影響進(jìn)行更加詳細(xì)的分析。

3.3 牽引車(chē)-半掛車(chē)列車(chē)動(dòng)力學(xué)模型

通過(guò)前面的分析可以得知，牽引車(chē)-半掛車(chē)列車(chē)是現(xiàn)階段應(yīng)用于我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)中主要的重型載貨汽車(chē)類(lèi)型。在對(duì)重型載貨汽車(chē)的底盤(pán)性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中，可以通過(guò)建造牽引車(chē)-半掛車(chē)列車(chē)的動(dòng)力學(xué)模型來(lái)模擬重型載貨汽車(chē)在實(shí)際行駛中的情況。而在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的逐漸加快使得現(xiàn)階段應(yīng)用于我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的重型載貨汽車(chē)的運(yùn)輸速率越來(lái)越快。而在以牽引車(chē)-半掛車(chē)列車(chē)為主的重型載貨汽車(chē)行駛過(guò)程中，很容易因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)的不穩(wěn)定性而發(fā)生失穩(wěn)的現(xiàn)象。在這種情況下，為了有效保證重型載貨汽車(chē)能夠安全行駛，建造牽引車(chē)-半掛車(chē)列車(chē)的動(dòng)力學(xué)模型是非常有必要的。而在建造牽引車(chē)-半掛車(chē)列車(chē)的動(dòng)力學(xué)模型時(shí)，首先要針對(duì)重型載貨汽車(chē)的實(shí)際情況來(lái)對(duì)車(chē)輛做出動(dòng)力學(xué)方面的假設(shè)，并在建立動(dòng)力學(xué)模型的過(guò)程中通過(guò)車(chē)輛坐標(biāo)系、車(chē)輛運(yùn)動(dòng)方程、以及統(tǒng)一指數(shù)的輪胎模型的建立來(lái)達(dá)到模擬重型載貨汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的目的。

3.4 設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)牽引車(chē)-半掛車(chē)列車(chē)性能產(chǎn)生的影響

在對(duì)重型載貨汽車(chē)的底盤(pán)性能設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行控制時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)會(huì)對(duì)牽引車(chē)-半掛車(chē)列車(chē)的性能產(chǎn)生重要的影響。其中，后橋結(jié)構(gòu)形式、車(chē)架扭轉(zhuǎn)剛度、轉(zhuǎn)向系參數(shù)以及汽車(chē)列車(chē)制動(dòng)力分配等具體的設(shè)計(jì)參數(shù)都會(huì)對(duì)牽引車(chē)-半掛車(chē)的列車(chē)性能產(chǎn)生一定的影響。以后橋結(jié)構(gòu)形式為例，這種結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)目的主要是為例保證重型載貨汽車(chē)能夠達(dá)到承載力的標(biāo)準(zhǔn)，其在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要包括6×4、4×2、6×2三種形式，這三種形式對(duì)重型載貨汽車(chē)的影響也有所區(qū)別。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)重型載貨汽車(chē)的性能進(jìn)行有效控制，是能夠保證貨物運(yùn)輸質(zhì)量、促進(jìn)我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的重要措施。在對(duì)重型載貨汽車(chē)的底盤(pán)性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制進(jìn)行分析之后可以得知，要想保證重型載貨汽車(chē)的性能能夠?qū)ω浳镞\(yùn)輸產(chǎn)生良好的效果，最主要的就是要依據(jù)物理學(xué)方面的知識(shí)，在重型載貨汽車(chē)的底盤(pán)設(shè)計(jì)制造過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、氣壓制動(dòng)系統(tǒng)等進(jìn)行重點(diǎn)的研發(fā)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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